First-principles calculations based on density functional theory have been widely used in studies of the structural, thermoelastic, rheological, and electronic properties of earth-forming materials. The exchange-correlation term, however, is implemented based on various approximations, and this is believed to be the main reason for discrepancies between experiments and theoretical predictions. In this work, by using periclase MgO as a prototype system we examine the discrepancies in pressure and Kohn-Sham energy that are due to the choice of the exchange-correlation functional. For instance, we choose local density approximation and generalized gradient approximation. We perform extensive first-principles calculations at various temperatures and volumes and find that the exchange-correlation-based discrepancies in Kohn-Sham energy and pressure should be independent of temperature. This implies that the physical quantities, such as the equation of states, heat capacity, and the Grüneisen parameter, estimated by a particular choice of exchange-correlation functional can easily be transformed into those estimated by another exchange-correlation functional. Our findings may be helpful in providing useful constraints on mineral properties %at thermodynamic conditions compatible to deep Earth. at deep Earth thermodynamic conditions.
On the Accuracy of van der Waals Inclusive Density-Functional Theory Exchange-Correlation Functionals for Ice at Ambient and High Pressures
密度泛函理论（DFT）被广泛应用于水和冰的研究至少有20年了。然而，水的不同DFT交换相关（xc）泛函的可靠性仍然是一个相当大的争论。这是特别真实的，在最近发展的DFT为基础的方法，占范德华（vdW）色散力。在这里，我们报告了一个详细的研究与几个xc泛函（半本地，混合动力，和vdW包容性的方法）冰Ih和六个质子有序阶段的冰。与我们以前的研究一致[Phys. Rev. Lett. 107，185701（2011）]，其表明vdW力在高压下变得越来越重要，我们在这里发现，与用半局部或混合xc泛函获得的那些相比，考虑的所有vdW包含方法提高了高压冰相的相对能量和转变压力。然而，我们也发现，实验和vdW包容性的方法之间的显着差异仍然在凝聚力的各个阶段的属性，导致某些阶段是缺席的相图。因此，在环境压力和高压下的水的描述仍有改进的余地，我们建议，由于斯特恩测试的高压冰相构成，它们应该用于未来的基准研究的模拟方法的水。
Relativistic density functional theory with finite-light-speed correction for the Coulomb interaction: a non-relativistic-reduction based approach
在局域密度近似下的非相对论约化的密度泛函理论（DFT）中引入Breit修正，即对$ O \left( 1/ c^2 \right) $中电子-电子相互作用的库仑相互作用的有限光速修正.利用这种新发展的相对论密度泛函理论，发现镧原子最外层的电子可能是$ p $轨道而不是$ d $轨道，这与以前基于波函数理论的计算结果一致.对第一电离能的反常行为给出了可能的解释。该密度泛函方法为超重元素性质的研究提供了一种实用的计算方法。
The effect of the Perdew-Zunger self-interaction correction to density functionals on the energetics of small molecules
采用Perdew-Zunger自相互作用修正（PZ-SIC）对局域密度和梯度相关能量泛函进行自洽计算，计算了小分子的结合能、平衡几何和反应能垒.校正的效果是减少结合能和键长，并增加活化能势垒时，涉及键断裂。校正泛函的准确性变化很大，修正的结合能是太弱的局部密度近似，但太强的梯度依赖泛函考虑。对于Perdew、Burke和Ernzerhof（PBE）泛函，将PZ-SIC缩放一半，结合能和键长的平均结果都会得到改善。PZ-SIC不一定给出更准确的总能量，但它可以导致更好的误差消除。这些计算的一个重要方面是使用复轨道。对实轨道的限制导致了不太精确的结果，正如最近对原子所显示的那样[S。Klüpfel，P. Klüpfel，and H. Jónsson，Phys.Rev.A {84}，050501（2011）]。自由基的分子几何形状可以强烈影响PZ-SIC。一个不正确的，非线性结构的\ce{C2H}自由基预测PBE是纠正PZ-SIC。当使用复轨道时，正确地预测了\ce{CH3}基团是平面的，而当PZ-SIC计算限于实轨道时，它是非平面的。
